(57)【要約】【課題】設計を複雑化せずに能動回路への電力供給を可能にするアクティブコネクタを提供する。【解決手段】ホルダ２０１ａに給電配線２０３を設け、給電配線２０３に接続した給電端子２０２をスリット２０４毎に設ける。各ウエハ１００に電源端子１０２を設け、電源配線１０１を通して能動回路１２に接続する。ウエハ１００をホルダ２０１のスリット２０４に挿入することで、ウエハ１００の電源端子１０２が対応するに給電端子２０２に嵌合接触する。これにより各ウエハ１００に搭載された能動回路１２に対して電源が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウエハを配列したアクティブコネクタにおいて、
前記複数のウエハに少なくとも電源を供給するための少なくとも１個の共通導体を有し、前記共通導体と電気的に接続可能な電源端子を各ウエハに設けたことを特徴とするアクティブコネクタ。
【請求項２】
前記共通導体は、前記複数のウエハを保持するホルダ内に設けたことを特徴とする請求項１に記載のアクティブコネクタ。
【請求項３】
前記共通導体は、前記複数のウエハの信号端子が接続するバックボード側の筐体内に設けたことを特徴とする請求項１に記載のアクティブコネクタ。
【請求項４】
前記共通導体は棒形状を有し、少なくとも１本の共通導体が前記複数のウエハの前記電源端子に直接接続することを特徴とする請求項１に記載のアクティブコネクタ。
【請求項５】
前記電源端子は各ウエハの所定位置に形成された貫通孔を有し、前記共通導体が前記貫通孔に接触貫通していることを特徴とする請求項４に記載のアクティブコネクタ。
【請求項６】
前記電源端子は各ウエハの所定位置に形成されたスリットを有し、前記共通導体が前記スリットに接触挿入されていることを特徴とする請求項４に記載のアクティブコネクタ。
【請求項７】
前記共通導体に電源を供給するための少なくとも１個の電源供給用ウエハを更に有することを特徴とする請求項１−６のいずれか１項に記載のアクティブコネクタ。
【請求項８】
１個の電源供給用ウエハが前記複数のウエハと同様に配列されていることを特徴とする請求項７に記載のアクティブコネクタ。
【請求項９】
複数の電源供給用ウエハが所定間隔で前記複数のウエハと同様に配列されていることを特徴とする請求項７に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１０】
前記電源供給用ウエハは、前記共通導体と電気的に接続可能な電源供給用端子と、前記複数のウエハの信号端子構成と同じ構成の複数の電源端子とを有し、前記複数の電源端子の少なくとも１つが前記電源供給用端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項７−９のいずれか１項に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１１】
複数の共通導体を有し、それぞれの共通導体が少なくとも異なる種類の電源を供給することを特徴とする請求項１−１０のいずれか１項に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１２】
各ウエハは前記複数の共通導体の各々と接触接続する複数の電源端子を有することを特徴とする請求項１１に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１３】
前記複数の共通導体は絶縁体を挟んだ両側面にそれぞれ設けられ、前記複数の電源端子は各ウエハの所定位置に形成されたスリットの向かい合った両側面にそれぞれ形成され、前記複数の共通導体が前記スリットに接触挿入されることを特徴とする請求項１２に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１４】
前記複数の共通導体と前記絶縁体とがキャパシタを構成することを特徴とする請求項１３に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１５】
前記複数の共通導体は異なる信号を伝送することを特徴とする請求項１１−１４のいずれか１項に記載のアクティブコネクタ。
【請求項１６】
請求項１−１６のいずれか１項に記載のアクティブコネクタに含まれるウエハ。
【請求項１７】
電源供給を必要とする少なくとも１個の能動回路を搭載したことを特徴とする請求項１６に記載のウエハ。
【請求項１８】
前記能動回路は、増幅回路を含む集積回路あるいは信号のクロック再生を含み再生中継を行う集積回路であることを特徴とする請求項１７に記載のウエハ。
【請求項１９】
前記能動回路は、信号配線に対して論理アドレスを付与され、ネットワークインタフェースの機能を具備する集積回路であることを特徴とする請求項１７に記載のウエハ。
【請求項２０】
前記能動回路に接続する信号伝送路の片方が電気信号の伝送路であり、他方が光信号の伝送路であり、前記能動回路は光電気変換機能を具備する集積回路であることを特徴とする請求項１７に記載のウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速信号の回路基板間を接続するコネクタに係り、特にコネクタ内部に増幅器などの能動回路が設けられたアクティブコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信装置の大容量化や大規模集積回路の集積度の上昇に伴い、装置内の配線で伝送する信号速度が上昇している。特に、複数のプリント回路基板間にコネクタを介して信号接続する構成では、信号間のクロストーク、長い配線経路長による信号の高周波成分の減衰、および、コネクタ部の特性インピーダンスの不整合による信号の反射、という３つの要因から引き起こされる信号波形の劣化が問題となっている。
【０００３】
この劣化を回避する方法としては、たとえば配線、誘電体およびシールド板を一体成形したウエハを多数配列した構造（ウエハ構造）を採用し、シールドやコネクタ内部のインピーダンス制御を行うことでクロストークや反射による波形劣化を抑圧する方式（特表２０００−５０７３８３号公報：特許文献１）、あるいは、コネクタを構成するウエハ上の配線部分にフィルタ回路を挿入することで波形等価を可能とする方式（特開２００５−３２５２９号公報：特許文献２）などが知られている。
【０００４】
しかし、高周波成分の減衰を配線の両端で等価にするだけでは信号の受信Ｓ／Ｎ比が不十分であり、また信号の符号遷移時間が短縮されるので短距離での複数のインピーダンスミスマッチ点の間で多重反射の影響が顕著になる。たとえば、コネクタの両端の電極間での多重反射である。一般的なバックボードコネクタでは、コネクタ両端の電極は、プリント配線基板のスルーホールへの圧入による接触固定か半田ボールによる半田付けが用いられる。２枚のプリント配線基板を繋ぐコネクタの内部の配線は１０〜３０ｍｍの範囲である。コネクタ内部のインピーダンスマッチングが取られていても、両端の端子部分は、その構造からマッチングの確保が困難である。このコネクタを用いて１０Ｇｂｐｓの信号速度の電気信号を伝送する場合、１０Ｇｂｐｓの基本周波数は５ＧＨｚであり、樹脂を誘電体とした伝送路のλ／４の長さは１０〜２０ｍｍのオーダとなる。これは、１０Ｇｂｐｓクラスの信号伝送に際しては、多重反射による顕著な波形劣化やコネクタ内部での定在波の発生の可能性がある事を示している。
【０００５】
このコネクタ内部の多重反射の回避策としては、特許文献２に記載されたハイパスフィルタ回路に代えて、減衰回路の設置が考えられるが、減衰回路では受信信号のＳ／Ｎ比に十分にマージンを見込める伝送路である事が必須となる。しかし、大容量の情報通信装置の筐体は概して大きく伝送路長も長くなるために、受信端のＳ／Ｎ比のマージン確保は難しくなる傾向である。
【０００６】
【特許文献１】特表２０００−５０７３８３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５２９号公報（図１、図８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、高速信号の高周波成分のＳ／Ｎ比の劣化と、複数のプリント配線基板の間を繋ぐコネクタの内部での信号の多重反射とが受信波形の劣化をもたらし、大規模な情報通信装置の内部の信号接続の品質を低下させる。これは、大規模高速通信装置を実現する上で重大な課題となることは明かである。
【０００８】
この課題を解決するための一つの方策として考えられるのは、コネクタ内の配線途中で中継増幅を行うことである。たとえば、特許文献２に記載された波形等価フィルタだけでなく、増幅回路や、更には信号クロック抽出を伴う再生中継回路を挿入することで、信号速度の更なる高速化が可能となる。このような中継増幅回路を設けたアクティブコネクタがどのような構成になり得るかを簡単に説明する。
【０００９】
図１２はアクティブコネクタの一例を示す分解斜視図である。高速コネクタでは信号伝送路の特性インピーダンス整合を行う為にウエハ構造を採る事が一般的になっており、複数のウエハ１がホルダ２ａおよび２ｂに挿入され、ウエハ１の信号端子１１および接地端子Ｇはプリント配線基板４の信号スルーホール４１および接地スルーホール４３にそれぞれ挿入され電気的に接続される。各ウエハ１には能動回路１２が設けられ、能動回路１２を介して配線１３によりプリント配線基板４の側の信号端子１１とバックボード側の信号端子１４とが接続されている。
【００１０】
さらに、ウエハ１上で能動回路１２を動作させるためには各ウエハに対して電力供給を行うことが必要となる。アクティブコネクタがウエハ構造である事、および、信号端子１１がプリント配線基板４に接続され、その信号配線１３がウエハ１上に作成されている事に着目すれば、最も簡単な給電方法は各ウエハ１に、信号端子１１と同一構造の共通電源端子１１ｐを追加する方法である。すなわち、ウエハ毎にプリント配線基板４側の電源配線４４に共通電源端子１１ｐを接続して能動回路１２に電源配線１６を通じて給電する。
【００１１】
しかしながら、この給電方法ではウエハ毎に共通電源端子１１ｐが必要となる為に、次の２つの問題を引き起こす。
【００１２】
一つはコネクタ全体の総端子数が増加することである。これはコネクタの価格上昇や実装面積の増大、実装難度の上昇をもたらす懸念がある。
【００１３】
二つめは、コネクタを搭載するプリント配線基板４の回路パタン設計が複雑となり、配線総数の上昇をもたらすことである。これは、各ウエハに電源を必要とする事から、コネクタの長手方向に一列に電源端子が並ぶ事になり、コネクタの直下に電源配線４４が必要となる。つまり、信号配線４２が密集するコネクタ周辺に、信号配線４２および接地配線の他に、新たに電源配線４４が必要となる。
【００１４】
更に、信号配線４２と電源配線４４とがトポロジ的に直交するために、それらを単一のプリント配線基板に収容する為には、電源用の配線層を余分に確保する必要がある。
【００１５】
更に、ウエハ１上の能動回路１２が必要とする電源の種類が複数になると、プリント配線基板４の電源配線４４は、電源安定性の確保を目的として広い面状の配線パタンを必要とする。しかしながら、その面状の電源パタンが電気的あるいは構造的に相互干渉する事無くコネクタへ電源供給するためには、異なる配線層に収容する必要がある。つまり、電源種別が増える毎にプリント配線基板４の配線層数が増える事になる。プリント配線基板４の層数増加は製造コスト上昇に繋がる大きな問題である。
【００１６】
このように、コネクタ内部のウエハ上に搭載した能動回路へ電源を供給するために電源端子を各ウエハに設置すると、コネクタを搭載するプリント配線基板の実装設計の難度を上昇させ、それに連鎖して製造コストが上昇するという課題が生じてしまう。
【００１７】
本発明の目的は、設計を複雑化せずに能動回路への電力供給を可能にするアクティブコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、複数のウエハに少なくとも電源を供給するための少なくとも１個の共通導体を設け、各ウエハにこの共通導体と電気的に接続可能な電源端子を設ける。これにより各ウエハへ電源を供給するための配線をコネクタの内部で行うことができる。
【００１９】
共通導体に電源を供給するための方法として、電源供給用ウエハを更に設けることができる。電源供給用ウエハは複数のウエハと同様の形態を有することが望ましい。少ない個数の電源供給用ウエハを複数のウエハに混在させることで、共通導体に均一に電源を供給することができる。
【００２０】
本発明の第１実施形態によれば、共通導体は複数のウエハを保持するホルダ内に設けることもできるし、複数のウエハの信号端子が接続するバックボード側の筐体内に設けることもできる。
【００２１】
本発明の第２実施形態によれば、棒形状の共通導体を複数のウエハの電源端子に直接接続することもできる。たとえば電源端子は各ウエハの所定位置に形成された貫通孔を有し、棒状の共通導体をこの貫通孔に接触貫通させる。あるいは、電源端子は各ウエハの所定位置に形成されたスリットを有し、棒状の共通導体をこのスリットに接触挿入させることも可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数のウエハに電源供給するための共通導体を設け、各ウエハにこの共通導体と電気的に接続可能な電源端子を設けることにより、共通導体への電源供給を考慮すれば良く、少ない個数の共通電源供給用端子で多数のウエハへの電力供給が可能となる。その結果、プリント配線基板側での電源パタンが面状に広がるという従来の課題が解決され、信号配線の自由度が向上しプリント配線基板の実装設計の配線設計の難度が緩和される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明によれば、各ウエハに能動回路へ電源を供給するための電源端子を設け、複数のウエハの電源端子が共通に接続する共通導体である給電配線をコネクタ内部に設置する。このようにすることで、各ウエハへの給電はコネクタ内部で行われ、プリント配線基板からコネクタへは共通の電源供給端子から電源供給することができる。以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
１．第１実施形態
本発明の第１実施形態によれば、ウエハを保持する側、すなわちホルダあるいはブラケットに各ウエハの能動回路へ電源を供給する給電配線が設けられている。次に述べる各実施例のように、ホルダあるいはブラケットに共通の給電配線が設けられ、そこから個々のウエハへ電源を供給するための給電端子が伸びている。すなわち、ウエハを保持するホルダに共通導体である給電配線を内蔵し、ホルダ側の給電端子と各ウエハの電源端子とを接触させることで給電する。この構成では、ホルダ内部に給電配線を収容出来るだけの構造的な空間と、多数のウエハを一括して保持する強度が必要である。
【００２５】
ホルダは、後述するように、ウエハを保持するためにスリット様のガイド構造を有する。そのガイド空間内に給電端子を設け、スリット毎に給電端子をホルダ内部の給電配線で接続する。このホルダ内の給電配線は複数のウエハで共有される共通導体であり、ホルダに設ける１つ以上の電源供給用ウエハの電源供給端子をプリント配線基板の電源回路に接続することでプリント配線基板から給電を受け、ホルダに挿入される各ウエハに配電することができる。
【００２６】
ホルダの給電端子およびウエハの電源端子の少なくとも一方にバネ性を持たせることが望ましい。ウエハがホルダのガイドに挿入される事で、給電端子をウエハ側の電源端子に加圧接触させ確実に電気的接続を得ることができる。更に付随的な機能として、ホルダの給電端子に突起構造を設け、ウエハ側の電源端子を凹形状にすることで、ウエハをホルダに挿入した状態で双方の凹凸が嵌合接触し、給電と同時にウエハをホルダに固定する事も可能である。以下、各実施例の詳細を説明する。
【００２７】
１．１）第１実施例
図１は本発明の第１実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す分解斜視図である。本実施例によるアクティブコネクタは複数のウエハ１００とホルダ２０１（２０１ａおよび２０１ｂ）とから構成され、さらもバックボード側のピンヘッダブラケット３０１に挿入嵌合される。複数のウエハ１００はホルダ２０１（２０１ａおよび２０１ｂ）が有するガイド構造に沿って挿入され、さらにバックボード側のピンヘッダブラケット３０１に挿入嵌合されることで電気的および機械的に接続される。
【００２８】
各ウエハ１００は多層配線板を基板として構成され、プリント配線基板４（図２参照）の信号スルーホールにそれぞれ挿入される信号端子１１と、ピンヘッダブラケット３０１の信号端子３０２にそれぞれ電気的に接続する信号端子１０３とを有する。さらに、各ウエハ１００には１個あるいは複数の能動回路１２が搭載され、各能動回路１２は配線１３により信号端子１１とバックボード側の信号端子１０３とを中継する。さらに、各能動回路１２は電源配線１０１を通して電源端子１０２に接続されている。すなわち、各能動回路１２の電源は電源端子１０２から供給され、これにより動作する能動回路１２を通してプリント配線基板側とバックボード側とが電気的に中継される。
【００２９】
ホルダ２０１ａには、搭載される複数のウエハ１００にそれぞれ対応して複数のピン状の給電端子２０２がウエハ１００の着脱方向に向けて突出しており、ウエハ１００が挿入されると、対応する給電端子２０２がそのウエハ１００の電源端子１０２に挿入され電気的に接続される。ホルダ２０１ａ内には各給電端子２０２に電源を供給する給電配線２０３が設けられ、この給電配線２０３を介して各給電端子２０２が相互に等電位に接続される。ホルダ２０１ａおよび２０１ｂには、さらに、各ウエハ１００をガイドするためのスリット２０４が設けられており、上下のスリット２０４に各ウエハ１００を挿入することで機械的に保持し電気的に接続することができる。
【００３０】
ピンヘッダブラケット３０１には、各ウエハ１００に対応したバックボード側の信号端子３０２が設けられ、各ウエハ１００が挿入されることで、対応する信号端子３０２がウエハ１００の信号端子１０３にそれぞれ挿入され電気的に接続される。
【００３１】
なお、給電配線２０３に電源を供給する電源回路は、プリント配線基板側に含まれてもよいし、バックボード側に含まれてもよい。
【００３２】
更に、能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００３３】
１．２）第２実施例
上述した給電配線２０３に電源を供給する方法の１つは、ウエハ１００と同じ形状の電源供給用ウエハを１以上設け、プリント配線基板の電源配線を電源供給用ウエハの端子に接続することである。以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図２は本発明の第１実施例によるアクティブコネクタの電源系を模式的に示す斜視図である。なお、ウエハ１００やホルダ２０１の構成や機能は第１実施例と同様であるから説明は省略する。
【００３５】
図２において、電源供給用ウエハ１００ｐは、信号伝達用のウエハ１００と同様にホルダ２０１に挿入可能であり、電源端子１０２ｐによって、ホルダ２０１ａの給電端子２０２に電気的に接続される。電源端子１０２ｐは、複数の電源配線１０１ｐによって複数の共通電源端子１１ｐに接続されている。これら複数の共通電源端子１１ｐは、信号伝達用のウエハ１００の複数の信号端子１１にそれぞれ対応した配置を有し、プリント配線基板４の電源スルーホール４５に挿入され電気的および機械的に接続される。
【００３６】
既に述べたように、プリント配線基板４には信号スルーホール４１および接地スルーホール４１Ｇがそれぞれのウエハ１００に対応して設けられ、各ウエハ１００の信号端子１１および接地端子Ｇをそれぞれ挿入することで電気的に接続される。これと同様の配列で、本実施形態におけるプリント配線基板４には、電源供給用ウエハ１００ｐに対応する位置に複数の電源スルーホール４５が設けられ、プリント配線基板４の電源配線４４に接続されている。したがって、電源配線４４のパタンは、電源供給用ウエハ１００ｐの下部にのみ存在すれば十分であり、プリント配線基板４内の同一の配線層に、電源配線４４のパタンと信号配線４２のパタンとを一括して収容する事が可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、複数の共通電源端子１１ｐを複数の電源スルーホール４５に圧入すること、プリント配線基板４の電源配線４４から複数の電源配線１０１ｐを通して電源端子１０２ｐへ電源を供給することができるので、電流容量を大きくすることができ効率的な電源供給が可能となる。あるいは、十分な電流容量を得るために電源供給用ウエハ１００ｐだけ電源配線１０１ｐのパタンを設定しても良い。
【００３８】
また、ホルダ２０１に保持されたウエハ１００および電源供給用ウエハ１００ｐをプリント配線基板４に接続した時点で各ウエハ１００の能動回路１２に対して給電を開始することが可能である。
【００３９】
さらに、ホルダ２０１には複数のウエハ１００が保持されているが、この中に１個あるいは複数個の電源供給用ウエハ１００ｐを挿入しておく。この電源供給用ウエハ１００ｐがプリント配線基板４の電源配線４４を給電配線２０３に電気的に接続することができる。給電配線２０３から複数の給電端子２０２が伸びているのであるから、これら給電端子２０２の電位を等しく維持するなどの必要性があれば、複数の電源供給用ウエハ１００ｐを所定の間隔で挿入することができる。
【００４０】
このように構成することで、複数のウエハ１００の能動回路１２で必要とする電源は、給電配線２０３を経由し信号伝達用ウエハ１００よりも少数の電源供給用ウエハ１００ｐおよび電源配線４４を通してコネクタ外部の電源回路（図示せず）から共通に供給される。
【００４１】
１．３）第３実施例
図３は本発明の第３実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す分解斜視図である。上述した第１実施例および第２実施例と同一の部材には同一の参照番号を付して説明は省略する。また、プリント配線基板４については第２実施例で説明したとおりであるから、ここでは省略する。
【００４２】
本実施例によるアクティブコネクタでは、給電配線２０３−１がピンヘッダブラケット３０１の背面壁に設けられ、そこから各ウエハに対応した信号端子３０２と同じ方向に給電端子２０２−１が伸びている。
【００４３】
本実施例におけるウエハ１００において、各能動回路１２は電源配線１０１を通して電源端子１０２−１に接続されている。電源端子１０２−１は信号端子１０３と同じようにピンヘッダブラケット３０１側へ向けて形成されており、ウエハ１００が挿入されると、対応する給電端子２０２−１がそのウエハ１００の電源端子１０２−１に挿入され電気的に接続され、各ウエハ１００の能動回路へ共通に給電することができる。
【００４４】
ただし、本実施例によるアクティブコネクタでは、アクティブコネクタをプリント配線基板４に搭載しただけでは給電は行われない。このアクティブコネクタをバックボード側のピンヘッダブラケット３０１に挿入勘合することで、電源供給用ウエハ１００ｐがプリント配線基板４の電源配線４４を給電配線２０３−１に接続し、これによって各ウエハ１００の能動回路１２に対して給電が開始される。
【００４５】
なお、能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００４６】
１．４）第４実施例
図４は本発明の第４実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す一部破断した斜視図である。上述した第１実施例および第２実施例と同一の部材には同一の参照番号を付して説明は省略する。また、プリント配線基板４については第２実施例で説明したとおりであるから、ここでは省略する。
【００４７】
本実施例によるアクティブコネクタでは、ホルダ２０１ａ内に給電配線２０３−２が設けられ、その給電配線２０３−２から各ウエハに対応して給電端子２０２−２が下方に突出している。給電端子２０２−２はウエハをガイドするスリットの両側あるいは片側にバネ性を持って配置される。
【００４８】
各ウエハ１００および電源供給用ウエハ１００ｐの辺縁部には電源端子１０２−２が面的な電極としてウエハの両側あるいは片側に形成されている。ウエハ１００および１００ｐがホルダ２０１のスリットに挿入されると、各ウエハ１００および１００ｐの電源端子１０２−２とホルダ２０１ａから突出した給電端子２０２−２とが摺動接触し、第１および第２実施例で説明したように、給電端子２０２−２から電源端子１０２−２および電源配線１０１を通して各能動回路１２へ電源が供給される。
【００４９】
図５は本実施例によるアクティブコネクタにおいてウエハがホルダに挿入された状態を挿入方向から見た概略的断面図である。各スリット２０４の両側に、たとえば１対の金属製の給電端子２０２−２が湾曲した面をスリット側に向けて配置されている。給電端子２０２−２を湾曲した形状にすることでバネ性が付与され、ウエハ１００をホルダ２０１のスリット２０４に挿入するだけで、給電端子２０２−２と電源端子１０２−２とが摺動し、十分な電気的な接触を確保することができる。
【００５０】
なお、能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００５１】
１．５）第５実施例
図６は本発明の第５実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す一部破断した斜視図である。上述した第４実施例と同一の部材には同一の参照番号を付して説明は省略する。また、プリント配線基板４については第２実施例で説明したとおりであるから、ここでは省略する。
【００５２】
本実施例によるアクティブコネクタでは、ホルダ２０１ａ内に給電配線２０３−３が設けられ、その給電配線２０３−３から各ウエハに対応して給電端子２０２−３が下方に伸びている。
【００５３】
給電端子２０２−３はウエハをガイドするスリットの両側あるいは片側にバネ性を持って配置される。さらに、給電端子２０２−３には、スリット側に向けて突出した突出部２０２−３ａが設けられ、後述するロック機構を構成する。
【００５４】
各ウエハ１００および電源供給用ウエハ１００ｐの辺縁部には電源端子１０２−３が面的な電極としてウエハの両側あるいは片側に形成され、電源端子１０２−３には、上記給電端子２０２−３の突出部２０２−３ａが嵌合するための凹部あるいはスルーホール１０２−３ａが形成されている。
【００５５】
ウエハ１００および１００ｐがホルダ２０１のスリットに挿入されると、各ウエハ１００および１００ｐの電源端子１０２−３とホルダ２０１ａから伸びた給電端子２０２−３とが摺動接触し、給電端子２０２−３の突出部２０２−３ａが電源端子１０２−３の凹部あるいはスルーホール１０２−３ａに嵌合することで固定保持される。第１および第２実施例で説明したように、給電端子２０２−３から電源端子１０２−３および電源配線１０１を通して各能動回路１２へ電源が供給される。
【００５６】
図７は本実施例によるアクティブコネクタにおいてウエハがホルダに挿入された状態を挿入方向から見た概略的断面図である。ここでは、右側のウエハ１００がスルーホール１０２−３ａの中心を通る断面で示されている。スルーホール１０２−３ａは、ウエハ１００および１００ｐの回路を形成する工程で容易に形成することができる。
【００５７】
各スリット２０４の両側に１対の金属製の給電端子２０２−３が突出部２０２−３ａをスリット側に向けて配置されている。給電端子２０２−３の一部を湾曲突出させた突出部２０２−３ａを形成することでバネ性が付与され、ウエハ１００をホルダ２０１のスリット２０４に挿入するだけで、給電端子２０２−３と電源端子１０２−３とが摺動し、突出部２０２−３ａがスルーホール１０２−３ａに嵌合することでロックされ、十分な電気的な接触と機械的な保持力を確保することができる。その際、ウエハ１００のスルーホール１０２−３ａに落ち込んだ両側の給電端子２０２−３の突出部２０２−３ａは電気的に接触しないことが望ましい。
【００５８】
なお、給電配線２０３−３に対する電力の供給は、上記実施例と同様に、電源供給用ウエハ１００ｐを通して行われる。
【００５９】
能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００６０】
１．６）第６実施例
図８（Ａ）は本発明の第６実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す一部破断した斜視図であり、図８（Ｂ）はその給電電極および給電端子の概略的断面図である。上述した第４実施例と同一の部材には同一の参照番号を付して説明は省略する。また、プリント配線基板４については第２実施例で説明したとおりであるから、ここでは省略する。
【００６１】
図８（Ａ）に示すように、本実施例によるアクティブコネクタでは、ホルダ２０１ａ内に給電配線２０３−４が設けられ、その給電配線２０３−４から各ウエハに対応して伸びた給電端子２０２−４がホルダ２０１ａの内側の面に露出している。図８（Ｂ）に示すように、各給電端子２０２−４は給電配線２０３−４に接続され、ウエハ側へ向けて突出した突起部２０２−４ａを有する。
【００６２】
各ウエハ１００の基板の側端面（ホルダ２０１ａ側）に金属導体を電源端子１０２−４として形成する。そして、ウエハ１００をホルダ２０１のガイドスリットに挿入することで側端面の金属導体である電源暗視１０２−４がガイド内の給電端子２０２−４の突起部２０２−４ａに加圧接触する。これによって、上述した実施例と同様に、電源端子１０２−４から電源配線１０１を通して各能動回路１２に対して電源を供給することができる。
【００６３】
本実施例によれば、各ウエハ１００の基板側端面に凹部１０２−４ａを形成し、そこに電源端子１０２−４を形成する。そして、対応する給電端子２０２−４の突起部２０２−４ａを当該凹部１０２−４ａに嵌合させることで、第５実施例で説明したロック機構と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
ウエハ１００および１００ｐの基板側端面の凹部１０２−４ａは、プリント配線基板４と同様の製造工程で形成することができる。すなわち、まずウエハを切り出す基板に円形のスルーホールを作成し、その後、ウエハの外形切断加工の際にスルーホールの孔内を通る線でウエハを切り出す。これにより、凹形状の内面に金属導体が付加された凹形状の出念端子１０２−４を簡便に形成することができる。
【００６５】
なお、給電配線２０３−４に対する電力の供給は、上述したように電源供給用ウエハ１００ｐを通して行われる。
【００６６】
能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００６７】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態によれば、ウエハに給電配線を装備することでホルダが無くとも各ウエハの能動回路へ電源を供給することができる。したがって、本実施形態によるアクティブコネクタはウエハだけからなるコネクタ構造にも適用可能である。具体的には、次に述べる各実施例のように、棒状の導体を複数のウエハに通すことで、それを共通の給電配線あるいはウエハ固定部材として用いる。
【００６８】
具体的には、ウエハの端辺に電源端子を配置し、コネクタの長手方向に平行な共通導体である給電導体を用いて、各ウエハに電源供給を行う。ウエハを整列した状態で、コネクタの長手方向に貫通するようなスルーホールを設け、そのスルーホールを貫通するような棒状の給電導体を挿入する。これにより複数のウエハに対する一括給電を実現する。ここで、プリント配線基板から棒状の給電導体への電源配線は、コネクタに含まれる電源供給用ウエハを介してプリント配線基板の電源回路へ接続する。あるいは、ウエハのスルーホールの代替として、ウエハ端にスリット状の電極を設け、そのスリット電極に棒状の給電導体を圧入することで同様の電源供給が可能となる。複数のウエハを棒状の共通導体が貫通するため、棒状の共通導体に十分な強度が得られれば、ウエハへの給電と同時にウエハの固定も可能となる。以下、各実施例の詳細を説明する。
【００６９】
２．１）第７実施例
図９は本発明の第７実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す斜視図である。上述した第１および第２実施例と同一の部材には同一の参照番号を付して説明は省略する。また、プリント配線基板４については第２実施例で説明したとおりであるから、ここでは省略する。
【００７０】
本実施例によるコネクタでは、複数の信号伝達用のウエハ４００と電源供給用のウエハ４００ｐとが配列されており、各ウエハ４００には、既に説明したプリント配線基板側の信号端子１１、バックボード側の信号端子１０３、１個あるいは複数の能動回路１２、各能動回路１２を信号端子１１および１０３に接続する信号配線１３、および、各能動回路１２に接続された電源配線１０１が設けられている。
【００７１】
さらに、各ウエハ４００、４００ｐには、所定の位置に一つ以上の円形スルーホール電極が形成される。本実施例では、２個のスルーホール電極４０１ａおよび４０１ｂが形成され、その一方のスルーホール電極４０１ａを電源端子４０１ａとして利用し、電源配線１０１を接続する。電源供給用のウエハ４００ｐの場合は、第２実施例で説明したように、電源端子４０１ａを電源配線１０１により電力供給用の端子１１ｐに接続する。
【００７２】
なお、能動回路１２が複数種類の電源を必要とする場合には、他方のスルーホール電極４０１ｂを他の種類の電源端子として利用することもできる。その場合には、各能動回路１２から別の電源配線を伸ばして電源端子４０１ｂに接続すればよい。電源供給用のウエハ４００ｐの場合も同様に、電源端子４０１ａを電源配線１０１により電力供給用の一部の端子１１ｐに接続し、他方の電源端子４０１ｂを他の電源配線１０１により別の端子１１ｐに接続すればよい。ただし、この場合には、プリント配線基板４に２種類の電源配線パタンを形成する。
【００７３】
これらスルーホール電極４０１ａ、４０１ｂは、孔内面に金属メッキがされている。電源供給用ウエハ４００ｐおよび複数のウエハ４００を整列させた場合、スルーホール電極４０１ａおよび４０１ｂの孔は同軸に位置し、棒状の給電導体５０１ａおよび５０１ｂをそれぞれ貫通させることが可能となる。給電導体５０１ａおよび５０１ｂは、第１実施形態の各実施例で説明した電源配線２０３と同等の機能を提供し、かつ、ウエハを整列させて保持するホルダ２０１の機能も付与する事が可能である。
【００７４】
本実施例における給電導体５０１ａおよび５０１ｂは、Ｃ字型のスリット入り円筒であり、これらの直径をスルーホール電極４０１ａおよび４０１ｂの内径よりもそれぞれ大きくする。さらに、それらの円周長手方向に途中までスリット５０１ａ−ｓおよび５０１ｂ−ｓを入れることで、Ｃ字の開口部が切片状としてバネ性を付与する事が可能である。この給電導体５０１ａおよび５０１ｂを複数のウエハ４００および４００ｐのスルーホール電極４０１ａおよび４０１ｂ内にそれぞれ貫通させることで、バネの開く方向の力が加わり、給電導体５０１ａおよび５０１ｂとスルーホール電極４０１ａおよび４０１ｂとの間に十分な加圧接触が確保される。
【００７５】
本実施例では、給電導体５０１ａおよび５０１ｂを引き抜くことで、ウエハを個々に取り出すことができ、ウエハの能動回路などの修理が極めて容易になる。なお、給電導体５０１ａおよび５０１ｂの固定をバネ性に依存せず、半田付けなどの手段を用いてもよい。
【００７６】
ここでは電源供給の場合を示したが、貫通する導体５０１ａおよび５０１ｂを信号伝送路として用いることも可能であり、たとえば各ウエハ４００上の能動回路１２に対して制御信号などを伝達することも可能である。このような信号を電源供給に重畳させることも可能である。また、貫通する導体５０１ａあるいは５０１ｂを１つのバスとして機能させ、各能動回路１２を個別に制御することも可能である。
【００７７】
なお、能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００７８】
２．２）第８実施例
図１０は本発明の第８実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す斜視図である。上述した第７実施例と同一の部材には同一の参照番号を付して説明は省略する。また、プリント配線基板４については第２実施例で説明したとおりであるから、ここでは省略する。
【００７９】
本実施例によるコネクタでは、複数の信号伝達用のウエハ４００と電源供給用のウエハ４００ｐとが配列されており、各ウエハ４００、４００ｐには、所定の位置に一つ以上のスリット電極が形成される。本実施例では、ウエハ基板に２個のスリット４０２ａおよび４０２ｂを形成し、それらの内端面にメッキ処理などにより金属導体を付与することでスリット電極４０１−１ａおよび４０１−１ｂを形成する。ここではスリット電極４０１−１ａを電源端子として電源配線１０１に接続する。電源供給用のウエハ４００ｐの場合は、第２実施例で説明したように、スリット電極４０１−１ａを電源配線１０１により電力供給用の端子１１ｐに接続する。
【００８０】
スリット電極４０１−１ａおよび４０１−１ｂは、全てのウエハで同一位置に形成されるので、ウエハ４００、４００ｐを整列した時にコネクタの長手方向に一列に整列する。この整列したスリット電極４０１−１ａおよび４０１−１ｂに、給電導体５０１−１ａおよび５０１−１ｂをそれぞれ圧入することで、複数のウエハ上の電源配線１０１に対して、一括して給電する事が可能である。給電導体５０１−１ａおよび５０１−１ｂは、扁平なＣ字型の円筒を用いているが、不可逆な変形を伴う円筒パイプの圧入なども適用可能である。
【００８１】
本実施例では、給電導体５０１−１ａおよび５０１−１ｂを外すことで、ウエハを個々に取り出すことができ、ウエハの能動回路などの修理が極めて容易になる。なお、給電導体５０１−１ａおよび５０１−１ｂの固定をバネ性に依存せず、半田付けなどの手段を用いてもよい。
【００８２】
また、第７実施例と同様に、給電導体５０１−１ａおよび５０１−１ｂを電源供給ではなく信号伝送路として用いることも可能であり、たとえば各ウエハ４００上の能動回路１２に対して制御信号などを伝達することも可能である。このような信号を電源供給に重畳させることも可能である。また、給電導体５０１−１ａあるいは５０１−１ｂを１つのバスとして機能させ、各能動回路１２を個別に制御することも可能である。
【００８３】
能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００８４】
２．３）第９実施例
図１１は本発明の第９実施例によるアクティブコネクタにおけるスリット電極の他の例を示す斜視図である。本実施例では、ウエハに形成されるスリット電極を多極化し、複数の信号あるいは電源をウエハに供給することを可能にする。
【００８５】
図１１に示すように、ウエハ４００、４００ｐにスリット４０３を形成し、その向かいあう両側面のそれぞれに凹部を形成し、そこに金属導体を付加することで別個のスリット電極４０４および４０６を形成する。さらに、スリット電極４０４および４０６にそれぞれ接続した配線４０５および４０７を形成する。たとえば、スリット４０３の側面が円筒形のスルーホールの内孔を通りスルーホールを切断することで、スリット４０３内に凹みを持ったスリット電極４０４および４０６を形成することができる。
【００８６】
このような構成を有するスリット４０３に挿入される電極バー５０２は、板状の絶縁体５０３と、その両面に固定された異なる導体５０４および５０５とからなる。絶縁体５０３によって導体５０４および５０５の間に十分な絶縁を確保する。導体５０４の先端部は折り返されてバネ性を有する突部５０４ａが形成され、導体５０５の先端部も同様に折り返されてバネ性を有する突部５０５ａが形成される。このような電極バー５０２がスリット４０３に圧入されることで、導体５０４の突部５０４ａがスリット電極４０４の凹部に、導体５０５の突部５０５ａがスリット電極４０６の凹部にそれぞれ嵌合してロックされ、導体５０４および５０５がそれぞれスリット電極４０４および４０６に加圧接触する。
【００８７】
なお、導体５０４および５０５を電源供給ではなくそれぞれ別の信号伝送路として用いることも可能であり、たとえば各ウエハ４００上の能動回路１２に対して制御信号などの配布あるいは能動回路１２からの信号出力、たとえばエラー出力などの転送にも用いることが可能である。
【００８８】
更に、能動回路１２は、第一義的には増幅回路や等価回路など、電気信号の伝送特性を改善する機能を実現する回路であるが、副次的には、配線毎に論理アドレスを持つネットワークインタフェースの機能を持たせる事も可能である。また、能動回路１２には接続される信号配線１３の片方が電気信号で、もう一方が光信号であっても良く、能動回路１２は光電気変換の機能を実現する回路であっても良い。
【００８９】
なお、１つの変形例として、図１１に示す電極バー５０２は、板状の絶縁体５０３を挟んで導体５０４および５０５が向かい合った構造を有することから１つのキャパシタ素子として利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によるアクティブコネクタは、プリント回路基板間での高速信号伝送を行うシステム一般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例によるアクティブコネクタの電源系を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第４実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す一部破断した斜視図である。
【図５】本実施例によるアクティブコネクタにおいてウエハがホルダに挿入された状態を挿入方向から見た概略的断面図である。
【図６】本発明の第５実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す一部破断した斜視図である。
【図７】本実施例によるアクティブコネクタにおいてウエハがホルダに挿入された状態を挿入方向から見た概略的断面図である。
【図８】（Ａ）は本発明の第６実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す一部破断した斜視図であり、（Ｂ）はその給電電極および給電端子の概略的断面図である。
【図９】本発明の第７実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第８実施例によるアクティブコネクタの概略的構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第９実施例によるアクティブコネクタにおけるスリット電極の他の例を示す斜視図である。
【図１２】アクティブコネクタの一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１１ 信号端子
１１ｐ 共通電源端子
１２ 能動回路
１３ 信号配線
１００ 信号伝達用ウエハ
１００ｐ 電源供給用ウエハ
１０１，１０１ｐ  電源配線
１０２、１０２ｐ  電源端子
１０３ 信号端子
２０１  ホルダ
２０２  給電端子
２０３  給電配線
２０４  スリット
３０１  ピンヘッダブラケット
３０２  信号端子
４００ 信号伝達用ウエハ
４００ｐ 電源供給用ウエハ
４０１  電源端子
５０１  給電導体
【図１】
2007258125.tif 000003
【図２】
2007258125.tif 000004
【図３】
2007258125.tif 000005
【図４】
2007258125.tif 000006
【図５】
2007258125.tif 000007
【図６】
2007258125.tif 000008
【図７】
2007258125.tif 000009
【図８】
2007258125.tif 000010
【図９】
2007258125.tif 000011
【図１０】
2007258125.tif 000012
【図１１】
2007258125.tif 000013
【図１２】
2007258125.tif 000014